EP0261383A2 - Verfahren zur Erzeugung niedriger absoluter Drücke für die Verarbeitung von Ölen und Fetten - Google Patents

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EP0261383A2
EP0261383A2 EP87111801A EP87111801A EP0261383A2 EP 0261383 A2 EP0261383 A2 EP 0261383A2 EP 87111801 A EP87111801 A EP 87111801A EP 87111801 A EP87111801 A EP 87111801A EP 0261383 A2 EP0261383 A2 EP 0261383A2
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EP
European Patent Office
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cooling liquid
fats
oils
steam
cooling
Prior art date
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Withdrawn
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EP87111801A
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EP0261383A3 (de
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Adolf Dr.-Ing. Hupe
Herbert Dipl.-Ing. Gehring
Waldemar Schinke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koerting Hannover GmbH
Original Assignee
Koerting Hannover GmbH
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Publication date
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Publication of EP0261383A2 publication Critical patent/EP0261383A2/de
Publication of EP0261383A3 publication Critical patent/EP0261383A3/de
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    • C11B3/00—Refining fats or fatty oils
    • C11B3/12—Refining fats or fatty oils by distillation
    • C11B3/14—Refining fats or fatty oils by distillation with the use of indifferent gases or vapours, e.g. steam

Definitions

  • the invention relates to a method of the type mentioned in the preamble of claim 1 for generating low absolute pressures for the treatment of oils and fats.
  • the coolant flow after the fat separation and recooling in the circuit is returned to the mixed condensation for reuse and thereby to a coolant flow enriched with oil and fats.
  • the excess cooling water formed in the liquid phase from the condensate of the steam mixture - contaminated with oils, fats, fatty acids and / or tallow - is separated from the circuit.
  • surface heat exchangers are used which allow the heat-absorbing cooling medium to be kept completely free of oils and fats.
  • the pressure in the mixed condensation can be reduced by cooling the flow of coolant back to a lower temperature through a refrigerator of any type. This measure can save energy.
  • the invention relates to methods of this type, in which the coolant flow is circulated.
  • This known method has the disadvantage that crystallized or solidified grease layers form on the heat transfer surfaces in the heat exchangers used for recooling, which necessitate cumbersome alternating operation of at least two cooling devices.
  • the each loaded cooler must be regenerated by heating and melting the fat layer.
  • oils, fats, fatty acids and / or tallow can only be separated upstream in front of the surface coolers, i.e. not with the greatest possible effect downstream behind these coolers at the lowest temperature that occurs in the circuit, since otherwise the formation of the fat layers in the radiators is reinforced.
  • the invention has for its object to avoid the disadvantages of the known method of the type in question, that is, to avoid the formation of crystallized or solidified layers of fat on heat transfer surfaces and to create the possibility of simultaneously obtaining a condensate largely free of oils and fats, which the environment practically not burdened.
  • the invention is based on the basic idea of using the partial evaporation of the cooling liquid instead of the recooling in surface heat exchangers to avoid the hindrance of heat dissipation through crystallized fat layers.
  • a vapor mixture is surprisingly obtained which consists almost entirely of water vapor and only traces of oil and fat, which remain liquid even at low temperatures down to 0 ° C during the condensation.
  • These oil and fat components therefore do not hinder condensation of the vapor mixture in a surface condenser. After the condensation, these small amounts of organic constituents can be separated from the water in a simple manner, if necessary at all. In this procedure, the cooling water should not be exposed to oil and fat components.
  • a process engineering apparatus 1 for the treatment of oils and fats which can be a steamer for physical refining or for deodorization or an apparatus for distillative fractionation for fatty acids, is acted upon by strip steam through a line 2.
  • this process vapor stream is passed through a line 3 directly into a mixing condenser 4. Cooling liquid is injected into the mixing condenser 4 through a line 5 and condenses the process vapor entering through the line 3.
  • the non-condensing gaseous components are discharged to a gas suction pump 7 through a line 6.
  • the mixture of cooling liquid and condensate enters an evaporator 8 through a nozzle 9.
  • the cooling liquid is cooled back by partial evaporation and then flows through a barometric downpipe 10 into an open drop water box 11. If too much coolant should occur, this flows through the overflow pipe 12. Missing coolant can be supplemented with water through a line 12a.
  • a layer 13 of oil and fat constituents, fatty acids and / or tallow accumulates on the surface of the falling water box 11, which in any way, e.g. with handsets, can be skimmed off.
  • the cooling liquid is fed through a line 14 to a pump 15, which conveys it back to the mixing condenser 4.
  • the vapor formed in the partial evaporation in the evaporator 8 corresponds essentially to the mass the uptake of the condensate from the process vapor stream in the mixing condenser 4 caused excess liquid.
  • This vapor which contains very little oil and fat, is discharged from the evaporator 8 through a line 16 into a surface condenser 17, which is fed through a line 18 with a suitable coolant, such as air, water or cooling brine.
  • the coolant flows through a line 19 after use.
  • the clean condensate formed is withdrawn from the condenser 17 through a line 20 and discharged practically without environmental pollution.
  • a line 21 leads the non-condensable components from the condenser to a gas suction pump 22.
  • the pressure in the evaporator 8 and in the condensation space of the surface condenser 17 is kept lower than the pressure in the mixing condenser 4.
  • the cooling liquid changes its composition within the circuit and after a few hours only consists of parts, that come from the process evaporation - even if the operation was first started with water.
  • Fig. 2 shows a modification of the device according to Fig. 1, the same parts are provided with the same reference numerals.
  • Process engineering apparatus 1 is supplied with strip steam for the treatment of oils and fats through line 2.
  • the process vapor formed here flows under low absolute pressure through a line 23 into a vapor washer 24 and partly cleaned further through a line 25 into a steam jet compressor 26.
  • This is fed with driving steam through a line 27 and compresses the process vapor to the condensation pressure in the mixing condenser 4.
  • Die Mixture formed from the process steam and the motive steam enters the mixing condenser 4 through the line 3.
  • This is supplied with coolant through line 5.
  • the non-condensable gases and vapors flow to the gas suction pump 7.
  • the vapor formed in the evaporator 8 After the vapor formed in the evaporator 8 has been freed from liquid residues by a droplet separator 32, it flows through the line 16 into a tube bundle surface condenser 33, which downstream of the heat as a downflow evaporator for the refrigerant injected through lines 34, 35, 36 and 37 for distribution onto the tube bundle works.
  • the refrigerant vapor is led through a line 39 to a compression or absorption refrigerator, not shown, and from there comes back in conduit after condensation through line 34.
  • the condensate of the steam from the evaporator 8 formed in the tube bundle condenser 33 flows through a downpipe 40 into a downwater tank 41, from which it can be discharged through an overflow 42 practically cleanly without polluting the environment.
  • the tube bundle condenser 33 is advantageously operated in such a way that the steam flowing through line 16 is precipitated just above 0 ° C., for example at 0.5 to 8 ° C. As a result, a pressure of 6.3 ... 11 mbar can be generated in the evaporator 8 which leads to a coolant temperature of 1 ... 9 ° C after partial evaporation.
  • the cooling liquid circuit stream can be kept relatively large during re-cooling by partial evaporation, so that its heating up in the mixing condenser 4 and its cooling down in the evaporator 8 to very small temperature differences of e.g. Let 1 ... 4 K be reduced.
  • FIG. 3 shows a modification of the device according to FIG. 2, corresponding parts are provided with the same reference numbers.
  • the strip steam blown in through line 2 is loaded with undesirable oil and fat components and flows as process evaporation through line 43 into the steam jet compressor 44, which is supplied with motive steam through line 45.
  • This steam jet compressor is connected upstream of the steam jet compressor 26, which further increases the pressure by means of the motive steam entering through line 27 up to the condensation pressure in line 3 in the mixing condenser 4.
  • This mixing condenser is equipped with cascade internals 46, via which the cooling liquid supplied through line 5 flows down.
  • the non-condensable, gaseous constituents are also discharged through line 6 and an orifice 47 into line 16.
  • the cooling liquid from the mixing condenser 4 passes through the nozzle 9 into the evaporator 8.
  • the vapor formed by partial evaporation is transferred through line 16 into a mixing condenser 48 which is fed with local cooling water through line 49. After the condensation of the steam, this cooling water flows out through line 50.
  • the uncondensed portions -9 of the steam flow passed into a steam jet compressor 52, which receives the required motive steam through line 53.
  • a line 54 leads into a mixing condenser 55, which is supplied with cooling water from the line 56 branched off from line 49. Cooling water and condensate flow out through line 57.
  • the uncondensed gases and vapors flow through line 58 to a water ring vacuum pump 59 used as a gas suction pump, which is connected to the atmosphere through line 60.
  • the unevaporated portion of the cooling liquid is collected under the evaporator 8 in a closed separating tank 61.
  • a layer 62 of fat and oil is deposited on the surface of the water and is conveyed by a conveyor belt 63, which is equipped with ribs 64, over a container wall 65 into a collecting box 66.
  • a screw 67 is attached in the bottom area thereof and conveys the solidified and crystallized fats and oils to a displacement pump 68. This expels the fats and oils through line 69 from the closed separation container 61.
  • the closed design of the separator prevents air from entering. In this way, saturation of the coolant flow with air and a correspondingly high load on the steam jet compressor 52 and the water ring pump 59 are avoided.
  • the recooled main coolant flow flows through line 14 via the pump 15 and line 5 back to the mixing condenser 4.
  • a partial flow of the coolant can be branched off through line 5a if too much of it accumulates in the circuit or water is added if there is a deficiency .
  • Fig. 4 shows a modification of Fig. 1, corresponding parts are provided with the same reference numerals.
  • the process exhaust stream is fed through line 70 to a radial compressor or radial fan 71 which is driven by a motor 72.
  • the pressure of the process vapor is increased so far that its condensation in the mixing condenser 4 can run above 0 ° C.
  • the mixing condenser 4 is through the line 5 with cooling liquid loaded.
  • the mixture of cooling liquid and condensate flows through the nozzle 9 into the evaporator 8.
  • the portion that does not evaporate flows through the downpipe 10 into the closed decanter 99, which is completely filled with cooling liquid. Oils and fats accumulate in the upper hood 100 and are discharged continuously or in batches from time to time through the line 10. A small part of the aqueous phase of the cooling liquid can also be removed from the circuit.
  • the recooled cooling liquid passes through line 14 to the pump 15, which supplies the mixing condenser 4 through line 5.
  • the non-condensable gas flowing out of the mixing condenser through line 6 is also discharged through an orifice 73 into a line 16, which feeds the steam generated during partial evaporation in the evaporator 8 to a radial compressor 76 which is driven by a motor 77.
  • the compressed steam continues to flow through line 78 into surface condenser 17, to which cooling water is supplied through line 18 and which flows off again through line 19.
  • the condensate of this steam flows through the hot well 79 and further through the line 80 with virtually no pollution of the environment.
  • Fig. 5 shows a further modified embodiment, and corresponding parts are provided with the same reference numerals.
  • process evaporation is fed through line 82 to a rotary displacement compressor 83, which may belong to the class of screw or roots compressors.
  • the process vapor compressed to the condensation pressure passes through line 3 into the mixing condenser 4, which receives the required cooling liquid from line 5.
  • the non-condensing gas and vapor components flow through line 6 and through orifice plate 73 into line 90.
  • the mixing condenser 4 and the evaporator 87 are separated, and the fall water box 11, in which the Oils and fats are separated between these two devices.
  • the cooling liquid and the condensate flow out of the mixing condenser 4 through a down pipe 84 into the open down water tank 11, the liquid content of which is kept constant by the overflow pipe 12 and the feed line 12 a.
  • the settling layer 13 of fat and oil can be skimmed off in any way.
  • the coolant flow flows through line 14 to a pump 85 which conveys it through line 86 into an evaporator 87. After the partial evaporation taking place there, the cooling liquid flows through line 88 to pump 89 and is injected again through line 5 into the mixing condenser 4.
  • the vapor formed in the evaporator 87 by partial evaporation from the cooling liquid stream flows through line 90 into a steam jet compressor 91, which is supplied with motive steam through line 92.
  • the vapor compressed there is then passed through line 93 into a mixing condenser 94, to which cooling water through line 95 is applied. Cooling water and condensate flow practically clean through a downpipe 96.
  • the uncondensed gas and steam components are fed through line 97 to a gas suction pump 98 which is connected to the atmosphere.
  • the circulation of the coolant flow - and thus also the separation of the fats and oils as well as the generation of steam by partial evaporation of the coolant - can be carried out just above 0 ° C, although no compression and Absorption chiller is applied.
  • a high effect can be achieved on the one hand in the oil and fat separation from the cooling liquid in the container 99 (FIG. 4) and in the falling water tank 11 (FIG. 5) and on the other hand by the partial evaporation of the cooling liquid in the evaporator 8 (FIG. 4) and in the evaporator 87 (FIG. 5) achieve a particularly low content of oil and fat components in the steam.

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Abstract

Verfahren zur Erzeugung niedriger absoluter Drücke für die Behandlung von Ölen und Fetten, bei welchem Öl- und Fettanteile, Fettsäuren und/oder Talg sowie Wasserdampf enthaltender Prozessabdampf durch Mischkondensation mit im wesentlichen im Kreislauf geführter Kühlflüssigkeit niedergeschlagen und vor der Wiederverwendung in der Mischkondensation zurückgekühlt wird. Die Kühlflüssigkeit wird durch partielle Verdampfung (flash - Verdampfung) zurückgekühlt. Die Kühlflüssigkeit selbst wird letzten Endes durch Kondensation des Prozessabdampfes erzeugt und besteht im wesentlichen aus Wasser und auch aus Ölen, Fetten, Fettsäuren und/oder Talgen, die in dem Wasser emulgiert und/oder suspendiert sind. Durch die partielle Verdampfung der Kühlflüssigkeit wird die Behinderung der Wärmeabfuhr durch kristallisierte Fettschichten auf den Flächen der üblicherweise verwendeten Wärmeübertrager vermieden. Gleichzeitig wird aus der partiellen Verdampfung ein nahezu vollständig von Ölen und Fetten freies Kondensat als Abwasser gewonnen, das die Umwelt nicht belastet. Außerdem ist es möglich, die Abscheidung der Öle, Fette, Fettsäuren und/oder Talge erst nach der Rückkühlung durchzuführen. Die Kondensation des Dampfes aus der partiellen Verdampfung wird bei Temperaturen über 0° C in ununterbrochener Betriebsweise durchgeführt. Wird das Verfahren bei Temperaturen dicht über 0° C angewendet, so ergeben sich Vorteile in der guten Wirkung der Abscheidung der Öle und Fette und auch darin, daß das erhaltene Kondensat besonders niedrige Gehalte an Ölbestandteilen aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zur Erzeugung niedriger abso­luter Drücke für die Behandlung von Ölen und Fetten.
  • Bei bekannten Verfahren der betreffenden Art werden bei der Behandlung pflanzlicher und tierischer Öle und Fette, z.B. bei der physikalischen Raffination, bei der Desodorierung und bei der destillativen Fraktionisierung der Fettsäuren, niedrige absolute Drücke zwischen 0,1 und etwa 60 mbar ange­wendet. Bei diesen Verfahren wird Wasserdampf eingeblasen, um den Partialdruck für die organischen Komponenten herabzusetzen und außerdem die selektive Wirkung des Wassers auf den Dampf­druck der einzelnen organischen Komponenten auszunutzen. Der bei niedrigen absoluten Drücken abzusaugende Prozeßabdampf ent­hält neben Wasserdampf Öle, Fette, Fettsäuren, Talg und/oder ähnliche Bestandteile. Um die organischen Bestandteile dieses Dampfes möglichst weitgehend zurückzuerhalten, ist es üblich, den Prozeßabdampf durch Brüdenwäscher zu schicken, die mit einer Absorptionsflüssigkeit beaufschlagt sind, die norma­lerweise aus artverwandten Ölen besteht.
  • Bei den im oberen Teil dieses Druckbereichs zwischen etwa 40 und 60 mbar ablaufenden bekannten Verfahren ist es üblich, den rohen oder vorgereinigten Prozeßabdampf direkt in Misch­kondensatoren niederzuschlagen, die mit Kühlwasser gekühlt und mit einer entsprechend dem Kondensationsdruck ausgelegten Gas­saugpumpe ausgestattet sind.
  • Bei den niedrigeren Drücken zwischen 0,1 und etwa 40 mbar ist es bekannt, Dampfstrahlkompressoren zu verwenden, um das Dämpfegemisch bis auf einen Druck zu verdichten, bei dem das Dämpfegemisch bei einer Temperatur oberhalb von 0°C konden­siert werden kann. Verwendet werden Mischkondensatoren, die mit Wasser gekühlt werden. Bei der Mischkondensation nimmt der Kühlwasserstrom das Kondensat des Dämpfegemisches und gegebenen­falls des Treibdampfes der Dampfstrahlkompressoren mit auf.
  • Um die Umweltbelastung zu senken, ist es bekannt, aus dem Kühlwasserstrom und dem Kondensat des Dämpfegemisches die Öl- ­und Fettanteile soweit möglich abzuscheiden, bevor dieses als Prozeßabwasser in das Abwassersystem geleitet wird.
  • In einer bekannten Weiterbildung des Verfahrens der be­treffenden Art wird der Kühlflüssigkeitsstrom nach der Fett­abscheidung und einer Rückkühlung im Kreislauf wieder in die Mischkondensation zur Wiederverwendung zurückgeführt und dadurch zu einem mit Öl und Fetten angereicherten Kühlflüssig­keitsstrom. Dabei wird der aus dem Kondensat des Dämpfegemisches gebildete Kühlwasserüberschuß in flüssiger Phase - mit Ölen, Fetten, Fettsäuren und/oder Talg belastet - aus dem Kreislauf abgetrennt. Bei der Rückkühlung des Kühlflüssigkeitskreislauf­stromes werden Oberflächenwärmeübertrager angewendet, die es gestatten, das die Wärme übernehmende Kühlmedium von Ölen und Fetten vollständig freizuhalten. Der Druck in der Mischkonden­sation läßt sich dadurch senken, daß man den Kühlflüssigkeits­strom durch eine Kältemaschine beliebiger Bauart auf eine nie­drigere Temperatur zurückkühlt. Durch diese Maßnahme kann Energie eingespart werden. Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren dieser Art, bei denen der Kühlflüssigkeitsstrom im Kreislauf geführt wird.
  • Dieses bekannte Verfahren hat den Nachteil, daß sich in den zur Rückkühlung verwendeten Wärmeübertragern kristalli­sierte oder verfestigte Fettschichten auf den Wärmeübertragungs­flächen bilden, welche einen umständlichen Wechselbetrieb von mindestens zwei Kühlapparaten erforderlich machen. Der jeweils beladene Kühler muß durch Beheizen und Abschmelzen der Fett­schicht regeneriert werden. Außerdem besteht der Nachteil, daß Öle, Fette, Fettsäuren und/oder Talge nur stromaufwärts vor den Oberflächenkühlern abgeschieden werden können, also nicht mit höchstmöglicher Wirkung stromabwärts hinter diesen Kühlern bei der niedrigsten Temperatur, die im Kreislauf auf­tritt, da sonst die Bildung der Fettschichten in den Kühlern noch verstärkt wird.
  • Durch die DE-OS 2 317 451 ist ein Verfahren und eine Vor­richtung zur Abtrennung von Fettmaterial aus Dämpfen bekannt, bei dem durch eine Vorbehandlung ein Teil der im Dampf ent­haltenen Öle und Fette abgeschieden werden kann. Vor der Misch­kondensation wird eine Kühlflüssigkeit in einem so kleinen Massenstrom in Prozeßabdampf eingespritzt, daß durch deren partielle Verdampfung eine Abkühlung des Prozeßabdampfes bis zum Wasserdampfsättigungspunkt erzielt wird. Dadurch kondensiert ein Teil der organischen Bestandteile des Prozeßabdampfes, und die gebildeten Kondensattropfen können in einem nachgeschalteten Tropfenabscheider teilweise abgeschieden werden. Dadurch wird die Verunreinigung des in der nachgeschalteten Mischkondensation verwendeten Kühlwassers vermindert. Eine vollständige Reinigung des Kühlwasserstromes ist jedoch prinzipiell nicht erreichbar.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des bekannten Verfahrens der betreffenden Art zu vermeiden, also die Bildung kristallisierter oder verfestigter Fett­schichten auf Wärmeübertragungsflächen zu vermeiden und die Möglichkeit zu schaffen, gleichzeitig ein weitgehend von Ölen und Fetten freies Kondensat zu gewinnen, das die Umwelt prak­tisch nicht belastet.
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebene Lehre gelöst.
  • Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, durch Anwen­dung der partiellen Verdampfung der Kühlflüssigkeit anstelle der Rückkühlung in Oberflächenwärmeaustauschern die Behinde­rung der Wärmeabfuhr durch kristallisierte Fettschichten zu vermeiden.
  • Bei der partiellen Verdampfung wird überraschenderweise ein Dämpfegemisch erhalten, das nahezu vollständig aus Wasser­dampf und nur noch aus Spuren von Öl- und Fettanteilen besteht, die bei der Kondensation auch bei niedrigen Temperaturen herab bis zu 0° C noch flüssig bleiben. Diese Öl- und Fettanteile behindern daher eine Kondensation des Dampfegemisches in einem Oberflächenkondensator nicht. Nach der Kondensation können diese geringen Mengen organischer Bestandteile - falls überhaupt erforderlich - auf einfache Weise vom Wasser abge­trennt werden. Bei dieser Prozedur ist eine Belastung des Kühl­wassers durch Öl- und Fettbestandteile vollständig zu vermeiden.
  • Es ist auch möglich, das aus der partiellen Verdampfung erhaltene Dampfegemisch mit den Spuren von Öl- und Fettanteilen in einer Mischkondensation mit Kühlwasser niederzuschlagen. Dabei werden die geringen Öl- und Fettgehalte durch die Mischung mit dem Kühlwasser so weitgehend verdünnt, daß diese nicht als Belastung für die Umwelt anzusehen sind.
  • Besondere Vorteile ergeben sich, wenn die partielle Ver­dampfung der Kühlflüssigkeit und auch eine Abscheidung der Öle und Fette aus dem Kreislauf der Kühlflüssigkeit bis zu einer Temperatur dicht über 0° C, vorzugsweise zwischen 0° und 20° C durchgeführt werden. Einerseits erhält man einen Dampf, der äußerst geringe Spuren von Öl- und Fettbestandteilen aufweist, und andererseits verläuft die Abscheidung der Öle und Fette aus der Kühlflüssigkeit wirkungsvoller als bei höheren Temperaturen.
  • Weiterhin ist es bei der Anwendung der partiellen Ver­dampfung möglich, die Abscheidung der Öle, Fette, Fettsäuren und/oder Talge aus dem Kühlflüssigkeitskreislauf erst strom­abwärts nach dessen Rückkühlung durchzuführen. Hier ist die höchstmögliche Wirkung der Abscheidung gewährleistet, weil an dieser Stelle des Kreislaufs die tiefste Temperatur und höchste Konzentration der abzuscheidenden Stoffe vorliegt.
  • Anhand der Zeichnungen soll die Erfindung an Ausfüh­rungsbeispielen näher erläutert werden.
    • Fig. 1 zeigt eine erste Vorrichtung zur Durch­führung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
    • Fig. 2 zeigt eine Abwandlung der Vorrichtung nach Fig. 1,
    • Fig. 3 zeigt eine Abwandlung der Vorrichtung nach Fig. 2,
    • Fig. 4 zeigt eine andere Abwandlung der Fig. 2 und
    • Fig. 5 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Fig. 4.
  • In Fig. 1 wird ein verfahrenstechnischer Apparat 1 für die Behandlung von Ölen und Fetten, der ein Dampfer zur physi­kalischen Raffination oder zur Desodorierung oder auch eine Apparatur zur destillativen Fraktionierung für Fettsäuren sein kann, durch eine Leitung 2 mit Stripdampf beaufschlagt. Nach der Aufnahme unerwünschter Öl- und Fettanteile, Fettsäuren und/oder Talge wird dieser Prozessabdampfstrom durch eine Leitung 3 direkt in einen Mischkondensator 4 geleitet. Durch eine Leitung 5 wird Kühlflüssigkeit in den Mischkondensator 4 eingespritzt, welche den durch die Leitung 3 eintretenden Prozessabdampf kondensiert. Durch eine Leitung 6 werden die nichtkondensierenden gasförmigen Bestandteile zu einer Gas­saugpumpe 7 abgeführt.
  • Die Mischung aus Kühlflüssigkeit und Kondensat gelangt in einen Verdampfer 8 durch eine Düse 9. Hier wird die Kühl­flüssigkeit durch partielle Verdampfung zurückgekühlt und fließt dann durch ein barometrisches Fallrohr 10 in einen offenen Fallwasserkasten 11 ab. Falls einmal zuviel Kühl­flüssigkeit auftreten sollte, fließt dieses durch das Überlauf­rohr 12 ab. Fehlende Kühlflüssigkeit kann mit Wasser durch eine Leitung 12a ergänzt werden. An der Oberfläche des Fallwasser­kastens 11 sammelt sich eine Schicht 13 aus Öl und Fettbe­standteilen, Fettsäuren und/oder Talgen an, die in beliebiger Weise, z.B. mit Handgeräten, abgeschöpft werden kann. Die Kühlflüssigkeit wird durch eine Leitung 14 zu einer Pumpe 15 geführt, die dieses wieder zum Mischkondensator 4 zurückfördert.
  • Der bei der partiellen Verdampfung im Verdampfer 8 ge­bildete Dampf entspricht massenmäßig im wesentlichen dem durch die Aufnahme des Kondensats aus dem Prozessabdampfstrom in dem Mischkondensator 4 hervorgerufenen Flüssigkeitsüberschuß. Dieser nur sehr wenig Öl und Fett enthaltende Dampf wird aus dem Verdampfer 8 durch eine Leitung 16 in einen Oberflächen­kondensator 17 abgeführt, der durch eine Leitung 18 mit einem geeigneten Kühlmittel, wie Luft, Wasser oder Kühlsole, beschickt wird. Das Kühlmittel fließt nach der Benutzung durch eine Leitung 19 ab. Das gebildete saubere Kondensat wird aus dem Kondensator 17 durch eine Leitung 20 abgezogen und praktisch ohne Umweltbelastung abgegeben. Eine Leitung 21 führt die nichtkondensierbaren Anteile aus dem Kondensator zu einer Gas­saugpumpe 22 ab.
  • Zur Bewirkung der partiellen Verdampfung des Kühlflüssig­keitsstromes wird der Druck im Verdampfer 8 und im Konden­sationsraum des Oberflächenkondensators 17 niedriger gehalten als der Druck im Mischkondensator 4.
  • Durch die ständige Aufnahme des Kondensats aus dem Prozessabdampf im Mischkondensator 4, durch die partielle Ver­dampfung im Verdampfer 8 und durch die Abscheidung von Ölen und Fetten aus dem Fallwasserkasten 11 ändert die Kühlflüssigkeit innerhalb des Kreislaufs ihre Zusammensetzung und besteht nach einigen Stunden nur noch aus Anteilen, die aus dem Prozess­abdampf stammen - auch wenn der Betrieb zuerst mit Wasser begonnen wurde.
  • Fig. 2 zeigt eine Abwandlung der Vorrichtung nach Fig. 1, gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen. Der verfahrenstechnische Apparat 1 wird für die Behandlung von Ölen und Fetten durch die Leitung 2 mit Stripdampf versorgt. Der hier gebildete Prozessabdampf fließt unter niedrigem abso­luten Druck durch eine Leitung 23 in einen Brüdenwäscher 24 und teilgereinigt weiter durch eine Leitung 25 in einen Dampf­strahlkompressor 26. Dieser wird durch eine Leitung 27 mit Treibdampf beschickt und verdichtet den Prozessabdampf auf den Kondensationsdruck im Mischkondensator 4. Die aus dem Prozess­abdampf und dem Treibdampf gebildete Mischung tritt durch die Leitung 3 in den Mischkondensator 4 ein. Dieser wird durch die Leitung 5 mit Kühlflüssigkeit versorgt. Durch die Leitung 6 fließen die nichtkondensierbaren Gase und Dämpfe zu der Gassaugpumpe 7 ab.
  • In den Verdampfer 8 tritt die Summe aus Kondensat und Kühlflüssigkeit durch die Düse 9 ein. Hier wird der Kühl­flüssigkeitsstrom infolge des gegenüber dem Druck im Mischkon­densator 4 niedrigeren Druckes partiell verdampft. Der Rest fließt durch das barometrische Fallrohr 10 in den Fallwasser­kasten 11 ab. Falls einmal zuviel Flüssigkeit im Kreislauf auftritt, fließt dieses unter einer Zwischenwand 28 hindurch über ein Wehr 29 ab. Fehlendes Wasser kann durch die Leitung 12a ersetzt werden. An der Oberfläche des Fallwasserkastens 11 bildet sich eine Schicht aus Ölen und Fetten, die durch ein Förderband 30 aus der Flüssigkeit herausgehoben und über den Behälterrand in einen Sammelkasten 31 gefördert wird. Der auf diese Weise teilgereinigte Hauptflüssigkeitsstrom fließt durch die Leitung 14 zur Pumpe 15, die diesen durch die partielle Verdampfung auf die erforderliche Temperatur abgekühlten Flüssigkeitsstrom wieder durch die Leitung 5 zum Mischkonden­sator 4 zurückfördert.
  • Nachdem der im Verdampfer 8 gebildete Dampf durch einen Tropfenabscheider 32 von Flüssigkeitsresten befreit worden ist, strömt dieser durch die Leitung 16 in einen Rohrbündelober­flächenkondensator 33, der wärmestromabwärts als Fallstrom­verdampfer für das durch Leitungen 34, 35, 36 und 37 zur Ver­teilung auf das Rohrbündel eingespritzte Kältemittel wirkt. Der Kältemitteldampf wird durch eine Leitung 39 zu einer nicht dargestellten Kompressions- oder Absorptionskältemaschine ge­führt und kommt von dorther im Kreislauf nach der Kondensation als Kondensat wieder durch die Leitung 34 zurück. Das im Rohr­bündelkondensator 33 gebildete Kondensat des Dampfes aus dem Verdampfer 8 fließt durch ein Fallrohr 40 in einen Fallwasser­kasten 41 ab, aus dem es durch einen Überlauf 42 praktisch sauber ohne Belastung der Umwelt abgegeben werden kann.
  • Der Rohrbündelkondensator 33 wird vorteilhaft so be­trieben, daß der durch Leitung 16 zuströmende Dampf dicht über 0° C, z.B. bei 0,5 ... 8° C niedergeschlagen wird. Dadurch kann im Verdampfer 8 ein Druck von 6,3 ... 11 mbar erzeugt werden, der zu einer Kühlflüssigkeitstemperatur von 1 ... 9° C nach der partiellen Verdampfung führt.
  • Ohne großen Aufwand kann bei der Rückkühlung durch partielle Verdampfung der Kühlflüssigkeitskreislaufstrom ver­hältnismäßig groß gehalten werden, so daß sich dessen Auf­wärmung im Mischkondensator 4 und dessen Abkühlung im Verdampfer 8 auf sehr kleine Temperaturdifferenzen von z.B. 1 ... 4 K reduzieren lassen.
  • Damit ist es möglich, den Druck im Mischkondensator 4 bis auf 1,5 ... 4 mbar oberhalb des Druckes im Verdampfer 8 abzusenken. Ein derart niedriger Druck in dem Mischkondensator 4 von etwa 8 ... 15 mbar führt zu einem niedrigen Energie­verbrauch im vorgeschalteten Kompressor, hier dem Dampfstrahl­kompressor 26.
  • Fig. 3 zeigt eine Abwandlung der Vorrichtung gemäß Fig. 2, sich entsprechende Teile sind mit gleichen Bezugsziffern ver­sehen. Bei dem in Fig. 3 dargestellten verfahrenstechnischen Apparat 1 wird der durch die Leitung 2 eingeblasene Stripdampf mit unerwünschten Öl- und Fettanteilen beladen und strömt als Prozessabdampf durch Leitung 43 in den Dampfstrahlkompressor 44 ein, der durch Leitung 45 mit Treibdampf beaufschlagt wird. Dieser Dampfstrahlkompressor ist dem Dampfstrahlkompressor 26 vorgeschaltet, der mittels des durch die Leitung 27 eintre­tenden Treibdampfes den Druck weiter erhöht bis auf den in der Leitung 3 herrschenden Kondensationsdruck im Mischkondensator 4. Dieser Mischkondensator ist mit Kaskadeneinbauten 46 ausge­stattet, über welche die durch Leitung 5 zugeführte Kühlflüssig­keit hinabfließt. Die unkondensierbaren, gasförmigen Bestand­teile werden durch die Leitung 6 und eine Blende 47 mit in die Leitung 16 abgeführt.
  • In den Verdampfer 8 tritt die Kühlflüssigkeit aus dem Mischkondensator 4 durch die Düse 9 über. Der durch partielle Verdampfung gebildete Dampf wird durch die Leitung 16 in einen Mischkondensator 48 überführt, der durch Leitung 49 mit lokalem Kühlwasser beschickt wird. Nach der Kondensation des Dampfes fließt dieses Kühlwasser durch Leitung 50 ab.
  • Durch Leitung 51 werden die nichtkondensierten Anteile -9­ des Dampfestromes in einen Dampfstrahlkompressor 52 geleitet, der durch Leitung 53 den erforderlichen Treibdampf erhält. Vom Austritt des Dampfstrahlkompressors 42 führt eine Leitung 54 in einen Mischkondensator 55, welcher aus der von Leitung 49 abgezweigten Leitung 56 mit Kühlwasser versorgt wird. Kühlwasser und Kondensat fließen durch Leitung 57 ab. Die nichtkondensierten Gase und Dämpfe strömen durch Leitung 58 zu einer als Gassaugpumpe eingesetzten Wasserringvakuumpumpe 59, die durch Leitung 60 mit der Atmosphäre verbunden ist.
  • Der nicht verdampfte Anteil der Kühlflüssigkeit wird unter dem Verdampfer 8 in einem geschlossenen Abscheidebehälter 61 gesammelt. Auf der Oberfläche des Wassers scheidet sich eine Schicht 62 aus Fett und Öl ab, die durch ein Förderband 63, das mit Rippen 64 besetzt ist, über eine Behälterwand 65 hinweg in einen Sammelkasten 66 gefördert wird. In dessen Bodenbereich ist eine Schnecke 67 angebracht, welche die verfestigten und kristallisierten Fette sowie Öle einer Verdrängerpumpe 68 zufördert. Diese stößt die Fette und Öle durch Leitung 69 aus dem geschlossenen Abscheidebehälter 61 aus. Die geschlossene Ausführung der Abscheidung verhindert den Zutritt von Luft. Auf diese Weise wird eine Sättigung des Kühlflüssigkeitsstromes mit Luft und eine entsprechend hohe Belastung des Dampfstrahl­kompressors 52 sowie der Wasserringpumpe 59 vermieden.
  • Der zurückgekühlte Hauptkühlflüssigkeitsstrom fließt durch die Leitung 14 über die Pumpe 15 und die Leitung 5 wieder zurück zum Mischkondensator 4. Durch die Leitung 5a kann ein Teilstrom der Kühlflüssigkeit abgezweigt werden, falls sich im Kreislauf zuviel davon ansammelt, oder Wasser hinzugefügt werden, falls Mangel auftritt.
  • Fig. 4 zeigt eine Abwandlung der Fig. 1, sich entspre­chende Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen. In Fig. 4 wird der Prozessabdampfstrom durch Leitung 70 einem Radialkompressor oder Radialventilator 71 zugeführt, der durch einen Motor 72 angetrieben wird. Hier wird der Druck des Prozessabdampfes so weit erhöht, daß dessen Kondensation im Mischkondensator 4 oberhalb von 0° C ablaufen kann. Der Misch­kondensator 4 wird durch die Leitung 5 mit Kühlflüssigkeit beschickt. In den Verdampfer 8 fließt die Mischung aus Kühl­flüssigkeit und Kondensat durch die Düse 9 ab. Der hier nicht verdampfende Anteil fließt durch das Fallrohr 10 in den ge­schlossenen Dekantierbehälter 99, der vollständig mit Kühl­flüssigkeit gefüllt ist. In der oberen Haube 100 sammeln sich Öle und Fette an, die kontinuierlich oder chargenweise von Zeit zu Zeit durch die Leitung 10 abgeführt werden. Dabei kann auch ein geringer Teil der wässerigen Phase der Kühlflüssig­keit mit aus dem Kreislauf ausgeschleust werden.
  • Durch die Leitung 14 gelangt die zurückgekühlte Kühl­flüssigkeit zur Pumpe 15, die den Mischkondensator 4 durch die Leitung 5 versorgt. Das aus dem Mischkondensator durch Leitung 6 abströmende, nicht kondensierbare Gas wird durch eine Blende 73 mit in eine Leitung 16 abgeleitet, welche den bei der partiellen Verdampfung im Verdampfer 8 entstehenden Dampf einem Radialkompressor 76 zuführt, der durch einen Motor 77 angetrieben wird. Der komprimierte Dampf fließt weiter durch die Leitung 78 in den Oberflächenkondensator 17, dem durch die Leitung 18 Kühlwasser zugeführt wird, welches durch die Leitung 19 wieder abfließt. Das Kondensat dieses Dampfes fließt durch den hot well 79 und weiter durch die Leitung 80 praktisch ohne Belastung der Umwelt ab.
  • Aus dem hot well 79 werden die nicht kondensierten Gase und Dämpfe durch die Leitung 21 zu der Gassaugpumpe 22 belie­biger Bauart geleitet. Die Leitung 81 stellt die Verbindung zur Atmosphäre her.
  • Fig. 5 zeigt eine weitere abgewandelte Ausführungsform, und sich entsprechende Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen. In Fig. 5 wird der Prozessabdampf durch Leitung 82 einem Rotations-Verdränger-Kompressor 83 zugeführt, der zur Klasse der Schrauben- oder Roots-Kompressoren gehören kann. Der auf den Kondensationsdruck verdichtete Prozessabdampf ge­langt durch Leitung 3 in den Mischkondensator 4, der die er­forderliche Kühlflüssigkeit aus der Leitung 5 erhält. Die nicht kondensierenden Gas- und Dampfanteile strömen durch die Leitung 6 und durch die Blende 73 mit in die Leitung 90.
  • In diesem Falle sind der Mischkondensator 4 und der Ver­dampfer 87 getrennt, und der Fallwasserkasten 11, in dem die Öle und Fette abgeschieden werden, ist zwischen diesen beiden Apparaten angeordnet.
  • Aus dem Mischkondensator 4 fließen die Kühlflüssigkeit und das Kondensat durch ein Fallrohr 84 in den offenen Fall­wasserkasten 11, dessen Flüssigkeitsinhalt durch das Überlauf­rohr 12 und die Zuleitung 12a konstantgehalten wird. Die sich absetzende Schicht 13 von Fett und Öl kann in beliebiger Weise abgeschöpft werden. Der Kühlflüssigkeitsstrom fließt durch die Leitung 14 einer Pumpe 85 zu, die diesen durch Leitung 86 in einen Verdampfer 87 fördert. Nach der dort stattfindenden partiellen Verdampfung fließt die Kühlflüssigkeit durch Leitung 88 zur Pumpe 89 und wird durch die Leitung 5 im Kreislauf wieder in den Mischkondensator 4 eingespritzt.
  • Der im Verdampfer 87 durch partielle Verdampfung aus dem Kühlflüssigkeitsstrom gebildete Dampf strömt durch Leitung 90 in einen Dampfstrahlkompressor 91, der durch Leitung 92 mit Treibdampf versorgt wird. Der dort verdichtete Dampf wird dann durch Leitung 93 in einen Mischkondensator 94 geleitet, der mit Kühlwasser durch Leitung 95 beaufschlagt wird. Kühlwasser und Kondensat fließen durch ein Fallrohr 96 praktisch sauber ab. Durch Leitung 97 werden die nicht kondensierten Gas- und Dampf­anteile einer Gassaugpumpe 98 zugeführt, die mit der Atmosphäre verbunden ist.
  • Mit den Verfahrensausbildungen gemäß Fig. 4 und Fig. 5 kann der Umlauf des Kühlflüssigkeitsstromes - und damit auch die Abscheidung der Fette und Öle sowie die Erzeugung des Dampfes durch partielle Verdampfung der Kühlflüssigkeit - dicht über 0° C durchgeführt werden, obgleich keine Kompressions- und Absorptionskältemaschine angewendet wird. In diesem Temperatur­bereich läßt sich einerseits eine hohe Wirkung bei der Öl- und Fettabscheidung aus der Kühlflüssigkeit im Behälter 99 (Fig. 4) und im Fallwasserkasten 11 (Fig. 5) erzielen und andererseits durch die partielle Verdampfung der Kühlflüssigkeit im Ver­dampfer 8 (Fig. 4) und im Verdampfer 87 (Fig. 5) ein besonders niedriger Gehalt an Öl- und Fettbestandteilen im Dampf erreichen.

Claims (15)

1. Verfahren zur Erzeugung niedriger absoluter Drücke für die Behandlung von Ölen und Fetten, bei welchem Öl- und Fett­anteile, Fettsäuren und/oder Talge sowie Wasserdampf ent­haltender Prozessabdampf im wesentlichen vollständig durch Mischkondensation mit im wesentlichen im Kreislauf geführter, überwiegend aus Wasser sowie aus darin emulgierten und sus­pendierten Ölen, Fetten, Fettsäuren und/oder Talgen be­stehende, im wesentlichen durch Kondensation des Prozess­abdampfes gewonnene Kühlflüssigkeit niedergeschlagen wird, die vor der Wiederverwendung in der Mischkondensation zu­mindest teilweise von Öl- und Fettanteilen befreit werden kann und durch Wärmeentzug zurückgekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlflüssigkeit durch partielle Verdampfung zurückgekühlt und der dabei gebildete Dampf in vorzugsweise ununterbrochener Betriebsweise bei Temperaturen über 0° C kondensiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennz­zeichnet, daß die niedrigen absoluten Drücke im Bereich von 0,1 bis ungefähr 60 mbar liegen.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß die partielle Verdampfung der Kühl­flüssigkeit und die Kondensation des dabei gebildeten Dampfes bei Temperaturen dicht über 0° C, vorzugsweise zwischen 0 und 20° C durchgeführt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß der durch partielle Verdampfung der Kühlflüssigkeit erzeugte Dampf in einem nachfolgenden Mischkondensator (48) niedergeschlagen wird, der mit Kühlwasser beaufschlagt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn­zeichnet, daß das Kühlwasser aus dem Mischkonden­sator (48) durch Wärmeentzug z.B. in einem Kühlturm zurückgekühlt und im wesentlichen im Kreislauf zum Misch­kondensator (48) zurückgeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß der durch partielle Verdampfung der Kühlflüssigkeit erzeugte Dampf in einem Oberflächenkonden­sator niedergeschlagen wird, der durch Kühlwasser gekühlt wird.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der durch partielle Ver­dampfung der Kühlflüssigkeit erzeugte Dampf bei Temperaturen dicht über 0° C in einem Oberflächenkondensator niederge­schlagen wird, der durch Kühlsole niedriger Temperatur gekühlt wird.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der durch partielle Ver­dampfung der Kühlflüssigkeit erzeugte Dampf bei Temperaturen dicht über 0° C in einem Oberflächenkondensator nieder­geschlagen wird, der wärmestromabwärts als Kältemittel­verdampfer einer Kompressionskältemaschine wirkt.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der durch partielle Ver­dampfung der Kühlflüssigkeit erzeugte Dampf bei Temperaturen dicht über 0° C in einem Kondensator niedergeschlagen wird, der wäremestromabwärts als Kältemittelverdampfer einer ge­ schlossenen Absorptionskältemaschine arbeitet.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß der durch partielle Verdampfung der Kühlflüssigkeit erzeugte Dampf durch ein- oder mehrstufige Dampfstrahlkompressoren verdichtet und in einem Misch- oder Oberflächenkondensator kondensiert wird.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Prozessabdampfstrom stromaufwärts von der Mischkondensation in der Kühlflüssigkeit durch ein­oder mehrstufige Kompressoren vom Druck bei der Behandlung der Öle und Fette bis auf den Mischkondensationsdruck verdichtet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekenn­zeichnet, daß als ein- oder mehrstufige Kompressoren Dampfstrahlkompressoren verwendet werden, deren Treibdampf sich mit dem Prozessabdampf vermischt und mit diesem ge­meinsam durch die Mischkondensation in der Kühlflüssigkeit niedergeschlagen wird.
13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekenn­zeichnet, daß als ein- oder mehrstufige Kompressoren Radialkompressoren oder Drehkolbenkompressoren verwendet werden.
14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Abscheidung der Öle, Fette, Fett­säuren und/oder Talge aus dem Kühlflüssigkeitsstrom strom­abwärts nach der durch die partielle Verdampfung bewirkten Rückkühlung des Kühlflüssigkeitsstromes erfolgt.
15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, das die Mischkondensation mit der Kühl­flüssigkeit in einem Mischkondensator (4) durchgeführt wird, der oberhalb eines Verdampfers (8) angeordnet ist, vorzugs­weise mit diesem einen gemeinsamen Behälter bildet.
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